JP5396294B2 - 軌道の動的変位推定方法及び動的変位推定システム - Google Patents
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Description
したがって、軌道の動的変位量を把握することができれば、当該軌道の異常を事前に検知して事故の未然防止を効果的に図ることができるとも考えられる。
即ち、本発明に係る軌道の動的変位推定方法は、車両が軌道を通過する際における前記軌道全体の動的変位を推定する軌道の動的変位推定方法であって、前記軌道の延在方向に所定間隔をあけて配置された複数の計測点における前記軌道の振動をエネルギーに変換する変換工程と、前記計測点毎の前記エネルギーを貯蔵する貯蔵工程と、前記計測点毎に、単位営業期間内に貯蔵されたエネルギー量を該単位営業期間経過毎に検出する検出工程と、を備え、各前記単位営業期間の前記エネルギー量の検出値を前記計測点毎に比較することで、各前記計測点における前記軌道の動的変位の増大を推定することを特徴とする。
ここで鉄道においては、一日に走行する車両数は予め定められているため、軌道に何ら異常がない場合、単位営業期間が経過する毎に各計測点に貯蔵されるエネルギー量は各計測点毎に概ね一定の値を示すことになる。ところが、路盤や軌道に異常が生じる等して特定の計測点において軌道の動的変位量が増大すると、これに伴って振動エネルギーも増大するため、当該計測点において貯蔵されるエネルギー量が平常時と比べて増大する。
したがって本発明においては、各計測点において単位営業期間経過毎に貯蔵されたエネルギー量を検出して、これら各単位営業期間のエネルギー量を互いに比較することで、動的変位量を直接的に測定せずとも、間接的に動的変位量の増大を検知することができる。
図1に示す第1実施形態に係る動的変位推定システム10は、後述する計測点2毎に設置される動的変位検出部11と、これら複数の動的変位検出部11と通信線12を介して接続された通信手段50、警告灯60及び警告ブザー70とを備えて構成されている。
即ち、第2実施形態の動的変位検出部80は、図4に示すように、複数(本実施形態では3つ)の発電機構25A,25B,25Cを備えた振動変換部81と、各発電機構25A,25B,25C毎に設けられたキャパシタ30,30,30と、各キャパシタ30,30,30にそれぞれ接続された電圧変換部41,41,41及びこれら電圧変換部41,41、41に接続された単一の制御部42からなる検出手段40とを備えている。
例えば、実施形態においては、発電機構25として、ウェイト22、弾性体23及び圧電素子24からなるものについて説明したが、例えば、変形例として図5に示すように、エレクトレット材料27を使用した発電機構26を採用してもよい。
また、上記発電機構25,26の構成に限られず、軌道1の振動エネルギーを電気エネルギーに変換可能であるならば、他の構成の発電機構を採用してもよい。
2 計測点
10 動的変位推定システム
11 動的変位検出部
12 通信線
20 振動変換部(変換手段)
21 支持体
22 ウェイト
23 弾性体
24 圧電素子
25 発電機構
26 発電機構
27 エレクトレット材料
28 電極基板
30 キャパシタ(貯蔵手段)
40 検出手段
41 電圧変換部
42 制御部
50 通信手段
80 動的変位検出部
81 振動変換部(変換手段)
82 ベース板
Claims (8)
- 車両が軌道を通過する際における前記軌道全体の動的変位を推定する軌道の動的変位推定方法であって、
前記軌道の延在方向に所定間隔をあけて配置された複数の計測点における前記軌道の振動をエネルギーに変換する変換工程と、
前記計測点毎の前記エネルギーを貯蔵する貯蔵工程と、
前記計測点毎に、単位営業期間内に貯蔵されたエネルギー量を該単位営業期間経過毎に検出する検出工程とを備え、
各前記単位営業期間の前記エネルギー量の検出値を前記計測点毎に比較することで、各前記計測点における前記軌道の動的変位の増大を推定することを特徴とする軌道の動的変位推定方法。 - 前記変換工程は、前記計測点に設置された発電機構により、前記軌道の振動を電気エネルギーに変換する工程であって、
前記貯蔵工程は、前記電気エネルギーをキャパシタに貯蔵する工程であることを特徴とする請求項1に記載の軌道の動的変位推定方法。 - 前記変換工程は、互いに固有振動数帯域の異なる複数の前記発電機構により、各前記計測点における前記軌道の振動を前記電気エネルギーに変換する工程であって、
前記貯蔵工程は、各前記発電機構毎に設けられた複数の前記キャパシタに前記電気エネルギーを蓄える工程であって、
前記検出工程は、各前記キャパシタから各前記発電機構毎のエネルギー量を検出する工程であることを特徴とする請求項2に記載の軌道の動的変位推定方法。 - 前記検出工程により検出された前記キャパシタ毎の前記エネルギー量の検出値を、前記キャパシタに蓄えられた前記電気エネルギーを利用して送信する通信工程をさらに備えることを特徴とする請求項2又は3に記載の軌道の動的変位推定方法。
- 車両が軌道を通過する際における前記軌道全体の動的変位を推定する軌道の動的変位推定システムであって、
前記軌道の延在方向に所定間隔をあけて配置された複数の計測点にそれぞれ設置され、各前記計測点における前記軌道の振動をエネルギーに変換する変換手段と、
各前記変換手段に設けられ、前記エネルギーを貯蔵する貯蔵手段と、
各貯蔵手段に設けられ、単位営業期間内に蓄えられたエネルギー量を該単位営業期間経過毎に検出する検出手段と、を備えることを特徴とする軌道の動的変位推定システム。 - 前記変換手段が、前記計測点における前記軌道の振動を電気エネルギーに変換する発電機構であって、
前記貯蔵手段が、前記電気エネルギーを貯蔵するキャパシタであることを特徴とする請求項5に記載の軌道の動的変位推定システム。 - 前記変換手段が、互いに固有振動数帯域の異なる複数の前記発電機構であって、
前記貯蔵手段が、各前記発電機構毎に前記電気エネルギーを蓄える複数の前記キャパシタであって、
前記検出手段が、各前記発電機構毎のエネルギー量を各前記キャパシタから検出することを特徴とする請求項6に記載の軌道の動的変位推定システム。 - 前記検出手段により検出された前記キャパシタ毎のエネルギー量の検出値を、前記キャパシタに貯蔵された前記電気エネルギーを利用して送信する通信手段をさらに備えることを特徴とする請求項6又は7に記載の軌道の動的変位推定システム。
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